Direct Graphene Growth on Insulator

Fabrication of graphene devices is often hindered by incompatibility between the silicon technology and the methods of graphene growth. Exfoliation from graphite yields excellent films but is good mainly for research. Graphene grown on metal has a technological potential but requires mechanical transfer. Growth by SiC decomposition requires a temperature budget exceeding the technological limits. These issues could be circumvented by growing graphene directly on insulator, implying Van der Waals growth. During growth, the insulator acts as a support defining the growth plane. In the device, it insulates graphene from the Si substrate. We demonstrate planar growth of graphene on mica surface. This was achieved by molecular beam deposition above 600{\deg}C. High resolution Raman scans illustrate the effect of growth parameters and substrate topography on the film perfection. Ab initio calculations suggest a growth model. Data analysis highlights the competition between nucleation at surface steps and flat surface. As a proof of concept, we show the evidence of electric field effect in a transistor with a directly grown channel.Comment: 13 pages, 6 figure

Aspiration of a perforated pen cap: complete tracheal obstruction without radiologic evidence

Foreign body aspiration is a common but underestimated event in children with potentially fatal outcome. Because of unreliable histories and inconsistent clinical and radiologic findings, diagnosis and treatment can represent a challenge. Inhaled pen caps predispose for complete airway obstruction and are difficult to extract because of their smooth surface. We report a case of an aspirated perforated pen cap with normal radiologic findings and describe a safe and easy bronchoscopic extraction technique using a Fogarty arterial embolectomy catheter.Keywords: children, flexible bronchoscopy, Fogarty catheter, foreign body aspiration, pen cap, rigid bronchoscop

Meshfree simulations for solution mining processes

Experimental and field investigations for solution mining processes have improved intensely within the last years. Due to today’s computing capacities, 3D simulations of potential salt solution caverns can further enhance the process understanding. They serve as a “virtual prototype” of a projected site and support planning in reasonable time. In this contribution, we present a meshfree generalized finite difference method based on a cloud of numerical points that is able to simulate solution mining processes on microscopic as well as macroscopic scales. Focusing on anticipated industrial requirements, Lagrangian and Eulerian formulations including an ALE-approach are considered

Souvenir

Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, Formen kultureller Produktion und ihre Anbindungen an sprachliche und politische Realitäten am Beispiel der kanadischen Provinz Québec darzustellen. Die Existenz des französischsprachigen Québec und seiner Differenz ist nicht gegen das englischsprachige Kanada zu erklären, sondern mit diesem. Identitätsreferenzen und Geschichtsbilder sind Teil öffentlicher Bekundungen, ob nun journalistischer, künstlerischer, schulpolitischer oder anderer Art. Gefragt wird nach der Bedeutung historischer Tatsachen für die Gegenwart und dem spezifischen Gebrauch der Geschichte, ihren Helden und Machern in diversen narrativen Formungen an den Schnittpunkten von Öffentlichkeit und Erinnerung. Die verwendeten Quellen decken die Bereiche Film, Literatur, Presse und Politik ab; besonderes Augenmerk wurde auf Schulbuchtexte aus dem Geschichtsunterricht der Sekundarstufe gelegt. Es konnte gezeigt werden, dass sich in zahlreichen Instanzen der Auseinandersetzung nicht etwa anglokanadische und frankokanadische (oder „englische“ und „französische“) Kontrahenten gegenüberstehen, sondern dass die Konfliktparteien oft nicht diesseits und jenseits der Sprachbarriere liegen. Dies konnte am Beispiel der verwobenen Beziehungen von liberaler politischer Macht in Ottawa und dem ultrakonservativen katholischen Klerus Québecs im 19. und 20. Jahrhundert illustriert werden. Gleichzeitig zeigt sich, dass heterogene Strukturen in konkreten Situationen durch wirksame Grenzziehungen gewissermaßen ausgeblendet werden können. Die entstehenden Trennungslinien hatten und haben in Kanada und in Québec sprachliche, religiöse, politische und ethnische Formen, die in Momenten der Krise zu Matrizen bekannter Solidaritäten werden. Im Ergebnis der Untersuchungen steht das Fazit, dass Kanada als Föderation die Sezession Québecs nicht als Ganzes überleben würde. Die Alternative zur gegenwärtigen politischen Gestalt wäre somit nicht Québec auf der einen und ein verbleibendes „English Canada“ auf der anderen Seite, sondern ein weiteres Aufbrechen der bisherigen Kohäsion. Darüber hinaus konnte ein Zusammenhang zwischen der auffälligen Besonderheit einer mehrheitlich katholischen und französischsprachigen Bevölkerung und der großen englischen Monarchie in Amerika aufgezeigt werden.This Ph.D. thesis aims at an analysis of various forms of cultural production and links with linguistic and politic realities in the Canadian Province Québec. The existence of a French-speaking Québec and its difference cannot be explained without considering “the rest of Canada” as a major factor. Identity references and images of history are seen as public expressions in journalistic, artistic, educational or other forms. The present relevance of historical facts, the specific usage of history, its heroes and its makers are of special interest in narratives operating at the intersection of public sphere and memory politics. Various sources were used in the process of research: film, literature, the press and politics. Special attention was given to history text books in English and French used for secondary level courses in Québec schools. In a number of conflicts the opponents were not on both sides of the language barrier representing „english“ and „french“ interests. One example studied is the case of the intricate relations between liberal political power in Ottawa and the conservative Catholic Church in Québec. At the same time, heterogeneous structures seem to be faded out in specific situations when powerful lines of separation are drawn. In critical situations solidarities are formed in Canada and Québec along the lines of language, religion, politics and ethnic background. As a result of the study it became clear that the separation of Québec from Canada would result not in two parts, Québec and “English Canada” but that the cohesion of the present federation would eventually dissolve into much smaller parts. It also became clear that there is an integral relation between the distinctness of a population with a catholic and French-speaking majority and the English monarchy present in America

An examination of vascular responses to acute isometric handgrip exercise and a complementary ischemic-reperfusion cuff protocol

Isometric handgrip (IHG) training lowers resting arterial blood pressure (BP) in older, normotensive adults and it has been proposed that repeated exposure to oxidative stress, via IHG-induced ischemia-reperfusion (IR), could be an underlying mechanism. The objectives were to quantify the IHG neurovascular stimulus, determine if this IHG protocol elicits systemic vascular effects, and compare the response of the IHG stimulus to an IR cuff protocol. Vascular reactivity, assessed via flow-mediated dilation (FMD) and strain-gauge plethysmography (RVF), was determined prior-to and immediately-post an IHG bout in the exercised arm, non-exercised arm, and after IR in the reperfused arm. No significant differences were found in FMD or RVF after each of the three bouts. These findings suggest that vascular reactivity remains unchanged in either limb, both in response to an acute IHG bout and a complementary IR cuff protocol, indicating oxidative stress may not be a part of the acute IHG stimulus

Tissue Engineering des Harnleiters: Entwicklung eines Bioreaktorsystems und die anschließende Charakterisierung der gezüchteten Biohybride

Heutzutage betreffen 1-2,5% der Verletzungen des Urogenitaltraktes die Harnleiter und führen dort zu ernsthaften Beeinträchtigungen der Harnableitung. Die derzeit klassischen rekonstruktiven Operationstechniken sind zwar in der Lage bis zu 15 cm eines geschädigten Harnleiters wieder herzustellen, jedoch ist dies von der Position der Verletzung abhängig. Eine aufwendigere Technik, mit einem Darminterponat, welches deutlich längere Strecken überbrücken kann, ist auch mit postoperativen Begleiterscheinungen behaftet. Zu diesen Begleiterscheinungen zählen unter anderem Verengungen, Kalzifizierungen, oder auch übermäßige Schleimproduktion. Die vorliegende Dissertation präsentiert einen neuen Ansatz zum Harnleiterersatzes mit Hilfe des Tissue Engineerings. Zu diesem Zweck wurde ein Bioreaktorsystem entwickelt und mit verschiedenen Trägermaterialien und Zellen getestet. Die hergestellten Biohybride bestanden aus einem natürlichen Trägermaterial (Kollagen) oder einem Kompositmaterial (Fibrin und PVDF). Dieses wurden in verschieden Kombinationen mit verschiedenen Zelltypen (Urotsa, C2C12, Fibroblasten und/oder glatten Muskelzellen) kultiviert. Zudem wurde ein mechanischer Stimulationsmechanismus zur Ausrichtung der aufgebrachten Muskelzellen etabliert. Das Bioreaktorsystem zeigt seine Zuverlässigkeit bei der Kultivierung von Zellen in einem modular aufgebauten Bioreaktor von bis zu 2 Wochen. Die wichtigsten Kultivierungsparameter (Temperatur, pH-Wert und CO2-Konzentration) schwanken nur leicht um den Sollwert mit einer Standardabweichung von 1 °C, 0,2 (pH) und 0,3% (CO2-Konzentration). Des Weiteren zeigt das System, dass Kokultivierungen von Urotsa und C2C12 Zellen in Kombination mit einem porösen Kollagenmaterial (Optimaix 3D) möglich sind. Das Trägermaterial ist dabei nahtlos und verfügt über radial verlaufende, miteinander vernetzte Poren mit lokal variierenden Durchmessern. Das System der Mechanotransduktion baut auf einem Kyphoplastiekatheter auf und wurde an primären glatten Muskelzellen angewendet, die sich in einer Fibrinmatrix befanden. Diese Matrix wurde durch ein PVDF-Netz stabilisiert. Mechanisch stimulierte und nichtstimulierte Biohybride wurden biochemisch und mechanisch untersucht, wobei keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf ihre Wirkung als Diffusionsbarriere (gegen Harnstoff und Kreatinin) oder der Reißfestigkeit festgestellt werden konnte. Die mechanische Stimulation führte jedoch zur Ausrichtung von glatten Muskelzellen in longitudinaler (außen) und zirkulärer (innerhalb der Fibrinmatrix) Richtung. Dies wurde durch histologische Auswertungen bestätigt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Bioreaktorsystem aufgrund des Stimulationsmechanismus in der Lage ist, Biohybride mit zwei verschiedenen Zellausrichtungen zu generieren. Das Potential des gezüchteten Gewebes muss in weiteren Untersuchungen, u.a. Tierversuchen, charakterisiert werden.Today, 1-2.5% of all genitourinary tract trauma affect the ureters, leading to severe impairments of the urine’s drainage. Till now, classical reconstructive surgery has the possibility to bridge up to 15 cm of damaged tissue, depending on the location. Even the “gold standard”, with intestine interposition, where longer distances can be overcome, can lead to postoperative side effects like stricture formation, calcification or excessive mucous production. This thesis presents a new attempt for the replacement of damaged ureters by the use of tissue engineering technologies. A bioreactor system is developed for the generation of tubular biohybrids consisting of a natural and a composite biomaterial (pure collagen or fibrin and PVDF) in combination with different cell types (Urotsa, C2C12, fibroblasts and primary smooth muscle cells). A mechanotransduction is established for a mechanical stimulation and orientation of the applied cells. The bioreactor system allows a reliable incubation of a modularly constructed bioreactor for the cultivation of mammalian cells for up to two weeks. Incubation parameters are kept in defined ranges with deviations of ≤1 °C (temperature), ≤0.2 (pH value) and ≤0.3% (CO2 concentration). Cocultivations of Urotsa and C2C12 cells are possible in combination with a porous OPTIMAIX 3D, which has radially oriented pores with varying diameters. Mechanical stimulation that is based on a kyphoplasty catheter is applied on primary smooth muscle cells that are embedded in a PVDF-supported fibrin matrix. Biochemical and mechanical evaluations reveal that there is no significant difference between a mechanically stimulated and an unstimulated prosthesis with respect to the diffusion of urea/creatinine or the rupture pressure. Histological analysis shows two distinguishable cell layers with a longitudinal alignment on the outer surface and a circular orientation in the matrix of the stimulated fibrin-based prosthesis. It can be concluded that biohybrids can be generated in this bioreactor system with at least two different cellular orientations. These biohybrids need to be characterised in further (animal) experiments

Indikation, Operationsverfahren und Lebensqualität

Die restaurative Proktokolektomie mit Ileumpouchanlage gilt als Goldstandard in der operativen Therapie der Colitis ulcerosa. Das Verfahren wurde 1978 durch Parks und Nicholls erstbeschrieben und hat seitdem eine kontinuierliche Weiterentwicklung erfahren. Es wird heutzutage überwiegend mehrzeitig und minimalinvasiv durchgeführt. Dennoch entstehen, insbesondere im Hinblick auf die stetige Weiterentwicklung der medikamentösen Therapiemaßnahmen, immer wieder neue Herausforderungen an die Umsetzung und weitere Optimierung der chirurgischen Maßnahmen. Eine Heilung der Erkrankung ist zum aktuellen Zeitpunkt noch immer lediglich der Chirurgie zuzuschreiben. Da die immunsuppressive Therapie jedoch im Vordergrund der Behandlung von Colitis ulcerosa PatientInnen steht, muss deren Einfluss auf die Entscheidung zu einem operativen Vorgehen untersucht werden. Steht die Indikation zur Operation fest, muss noch zwischen zwei- oder dreizeitigem Verfahren entschieden werden. Hierbei sollte neben dem Allgemein- und Ernährungszustand der PatientInnen, die präoperative Immunsuppression beachtet werden. Es konnte gezeigt werden, dass das dreizeitige Vorgehen bei ausgeprägter präoperativer Immunsuppression über einen längeren Zeitabschnitt deutliche Vorzüge hinsichtlich einer kürzeren Liegedauer, einer kürzeren Intensivzeit und der geringeren Rate an Majorkomplikationen im Hinblick auf die Indexoperation Pouchanlage aufweist und daher bei PatientInnen mit Colitis Ulcerosa und einer hohen Rate an Immunsuppression als Verfahren der Wahl gewählt werden sollte. Diese Aspekte finden in den nationalen und internationalen Leitlinien bereits Anwendung. Ferner wurde im Rahmen der zunehmend an Bedeutung gewinnenden Minimalisierung des Zugangsweges von Operationstechniken deren Effekte auf die restaurative Proktokolektomie untersucht. Sowohl die komplette bergeinzisionslose als auch die klassische laparoskopische Proktokolektomie stellten in der vorliegenden Arbeit sichere Operationstechniken für PatientInnen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen dar und sollten daher durchgeführt werden, wenn entsprechende Expertise vorhanden ist. Neben besseren kosmetischen Ergebnissen scheint sich durch eine weitere Minimierung des Zugangstraumas ein potenzieller Vorteil hinsichtlich reduzierter Wundinfektionen, insbesondere bei den häufig immunsupprimierten PatientInnen, zu ergeben. In einem weiteren Untersuchungsansatz sollte die Lebensqualität der PatientInnen nach einem mehrzeitigen Operationsverfahren, was einen zusätzlichen Krankenhausaufenthalt und eine weitere Operation beinhaltet, untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die restaurative Proktokolektomie zu einer verbesserten Lebensqualität, die sogar mit der Normalbevölkerung vergleichbar ist, führt. Die Lebensqualität wird dabei weder kurz- noch langfristig durch die Wahl für ein zwei- oder dreizeitiges Verfahren beeinflusst. Die Indikation für ein mehrzeitiges Verfahren sollte daher an die Schwere der Grunderkrankung, den Ernährungszustand der PatientInnen und dem Ausmaß der Immunsuppression zum Zeitpunkt der Operation angepasst werden. Sie sollte nicht von der Angst vor Komplikationen oder einer reduzierten Lebensqualität durch eine zusätzliche Operation beim mehrzeitigen Verfahren beeinflusst werden. Ferner sollte der optimale Zeitpunkt zur Operation untersucht werden. Oft kommt es zu einer Verzögerung einer nötigen Operation, entweder aus Sorge der PatientInnen vor eventuellen Komplikationen oder aufgrund zurückhaltender Überweisung der PatientInnen in einer chirurgischen Klinik. Der Operationszeitpunkt ist somit sehr variabel und abhängig vom Rat der betreuenden ÄrztInnen und der Präferenzen der PatientInnen. Ein Drittel der PatientInnen in der vorliegenden Untersuchung fand, dass ihre Operation früher hätte durchgeführt werden sollen. Bei einer therapierefraktären Erkrankung ist die Beratung zu einer frühen elektiven Operation patientInnenzentriert und in Übereinstimmung mit der Entscheidung der PatientInnen. Frühe interdisziplinäre Diskussionen durch ein auf chronisch entzündliche Darmerkrankungen spezialisiertes Team können Komplikationen reduzieren, Therapiekosten und Nebenwirkungen der immunsuppressiven Medikamente reduzieren. Trotz der über die Jahrzehnte gesammelten umfangreichen Erfahrung in der operativen Behandlung der Colitis ulcerosa gibt es immer wieder Fälle, in denen die Ileumpouchanlage frustran verläuft. In der vorliegenden Arbeit konnten mehrere unabhängige Risikofaktoren für eine frustrane IPAA identifiziert werden. Eine Verkürzung der Mesenterialwurzel bildet den technischen Hauptgrund für eine fehlgeschlagene IPAA ab. Die Optimierung der präoperativen Bedingungen, wie eine Reduktion des Übergewichts, Entzündung und immunsuppressive Medikation, kann dazu beitragen, die Rate der PatientInnen mit erfolgreicher ileoanaler Pouchkonstruktion zu erhöhen

A Meshfree Generalized Finite Difference Method for Solution Mining Processes

Experimental and field investigations for solution mining processes have improved intensely in recent years. Due to today's computing capacities, three-dimensional simulations of potential salt solution caverns can further enhance the understanding of these processes. They serve as a "virtual prototype" of a projected site and support planning in reasonable time. In this contribution, we present a meshfree Generalized Finite Difference Method (GFDM) based on a cloud of numerical points that is able to simulate solution mining processes on microscopic as well as macroscopic scales, which differ significantly in both the spatial and temporal scale. Focusing on anticipated industrial requirements, Lagrangian and Eulerian formulations including an Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) approach are considered

Healing of rectal advancement flaps for anal fistulas in patients with and without Crohn’s disease: a retrospective cohort analysis

Background: Surgical closure of anal fistulas with rectal advancement flaps is an established standard method, but it has a high degree of healing failure in some cases. The aim of this study was to identify risk factors for anal fistula healing failure after advancement flap placement between patients with cryptoglandular fistulas and patients with Crohn's disease (CD). Methods: From January 2010 to October 2020, 155 rectal advancement flaps (CD patients = 55, non-CD patients = 100) were performed. Patients were entered into a prospective database, and healing rates were retrospectively analysed. Results: The median follow-up period was 189 days (95% CI: 109-269). The overall complication rate was 5.8%. The total healing rate for all rectal advancement flaps was 56%. CD patients were younger (33 vs. 43 years, p < 0.001), more often female (76% vs. 30%, p < 0.001), were administered more immunosuppressant medication (65% vs. 5%, p < 0.001), and had more rectovaginal fistulas (29% vs. 8%, p = 0.001) and more protective stomas (49% vs. 2%, p < 0.001) than patients without CD. However, no difference in healing rate was noted between patients with or without CD (47% vs. 60%, p = 0.088). Conclusions: Patients with anal fistulas with and without Crohn's disease exhibit the same healing rate. Although patients with CD display different patient-specific characteristics, no independent factors for the occurrence of anal fistula healing failure could be determined. Trial registration Not applicable due to the retrospective study design